تهیه و شناسایی نانوکاتالیست کبالت-منگنز- سریم برای به‎کارگیری در فرایند فیشر-تروپش و بررسی تاثیر شرایط عملیاتی بر فعالیت آن

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 5، دوره 15، شماره 1، خرداد 1400، صفحه 37-49   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2021.682529

نویسندگان

حسام الدین هاشمزهی^{* 1}؛ علی اکبر میرزایی^{* 2}؛ امین بهزادمهر³

¹دانشجوی دکتری شیمی کاربردی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

²استاد شیمی فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

³استاد مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

چکیده

یکی از مهم­ترین فرایند­ها در صنعت پتروشیمی فرایند فیشر-تروپش (FTS) است. در این فرایند، گاز سنتز که به‎طور عمده شامل گازهای H₂ و CO است به مخلوطی از هیدروکربن‌ها تبدیل می­شود. بخش مهم و تعیین­کننده­ در ­این فرایند، کاتالیست است. در این پژوهش، کاتالیست سه فلزی کبالت-منگنز-سریم بر پایه آلومینا (Al₂O₃) با روش تلقیح مرطوب ساخته شد. شناسایی کاتالیست با روش­های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و تجزیه وزن‌سنجی گرمایی (TGA) انجام شد. همچنین، مساحت سطح کاتالیست با روش BET اندازه‎گیری شد. کاتالیست ساخته‎شده به‎منظور انجام فرایند فیشر-تروپش در ریزواکنشگاه بستر ثابت آزمایشگاهی به‎کارگرفته شد و اثر عامل‎های عملیاتی مانند دما، فشار و نسبت خوراک بر گزینش‎پذیری و فعالیت کاتالیست بررسی شد. با توجه به نتایج، دمای C° 300‎، فشار 1 اتمسفر و نسبت مولی خوراک H₂/CO برابر با 1/1، به عنوان شرایط عملیاتی بهینه کاتالیست انتخاب شد

کلیدواژه‌ها

دما؛ فشار؛ نسبت خوراک بهینه؛ کاتالیست کبالت- منگنز- سریم؛ فرایند فیشر-تروپش

مراجع

[1] Marano, J.J.; 2^nd International Freiberg Conference on IGCC & XtL Technologies, Freiberg, Germany, 2007.

[2] Weiqi, Y.B.; Xu, J.; Zhichao, T.; Xiang, H.; Li, Y.; Catal. Lett. 125, 116-122, 2008.

[3] Hegedus, L.L.; Baron, K.; Journal of Catalysis 37(1), 127-132, 1975.

[4] Malek Abbaslou, R.M.; Soltan Mohammadzadeh J.S.; Dalai, A.K.; Fuel Processing Technology 90, 849–856, 2009.

[5] Lob, W.; “Electrochemistry of organic compounds”, first ed., John Wiley & Sons, New York, 1906.

]6[ Bukur, D.B.; Nowicki, L.; Patel, S.A.; Can. J. Chem. Eng. 74(3), 399-404, 1996.

]7[ Schulz, H.; Applied Catalysis A 186, 3–12, 1999.

]8[ Mirzaei, A.A.; Habibpour, R.; Faizi, M.; Kashi, E.; Applied Catalysis A 301, 272–283, 2006.

]9] Stiles, A.B.; Koch, T.A.; Catalyst Manufacture, 2nd ed., CRC Press, Boca Raton, 1995.

]10] Hou, L.; Ph.D. Thesis, Chapter 2, University of Pittsburgh, Pennsylvania, 2005.

[11] Dry, M.E.; Journal of Molecular Catalysis 17, 133-144, 1982.

]12] Boreskov, G.K.; Kinetica i kataliz 3, 470, 1962.

[13] Feyzi, M.; Khodaei, M.M.; Shahmoradi, J.; J. Taiwan. Inst. Chem. Eng. 45(2), 452- 60, 2014.

[14] Atashi, H.; Razmjooei, S.; Khorashadizadeh, M.; Shiva, M.; Farshchi Tabrizi, F.; Seyed Mousavi,                               

         S.; J. Taiwan. Inst. Chem. Eng. 54, 83-90, 2015.

[15] Liu, Y.; Teng, B.T.; Guo, X.H.; Li, Y.; Chang, J.; Tian, L.; J Mol Catal A: Chem. 272(1), 182-90, 2007.

[16] Yates, I.C.; Satterfield, C.N.; Energy Fuels. 6(3), 308-14, 1992.

[17] Özkara-Aydınoğlu, Ş.; Ataç, Ö.; Gül, Ö.F.; Sinan, Ş.K.; Şal, S.; Baranak, M.; Chem Eng J. 181-182, 581-589, 2012.                                          

[18] Hossein, Z.F.; Hossein, A.; Farshad, F.T.; Ali Akbar, M.; Energy 128, 496-508, 2017.

[19] Hesam, A.H.; Ali, A.M; Hossein, A.; Fatemeh, R.; Petroleum Science and Technology 35(24), 2229-2234, 2017.

[20] Zafari, R.; Abdouss, M.; Zamani, Y.; Fuel 237, 1262-1273, 2019.

]21] Fernandes, F.A.N.; Ind. Eng. Chem. Res. 45, 1047-1057, 2006.